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鋰電池和鉛酸電池的區別

鋰電池和鉛酸電池有什么區別?雖然它們都是電池,但是他們最大的區別在于制造材料和放電性能上的不同,就造就他們的應用領域會有差別。

鋰電池

1、鋰電池與鉛酸電池在材料上的區別

(1)鋰電池制造材料

鋰電池有聚合物鋰電池、鈷酸鋰電池、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池等。它們各自制造使用的主要材料:正極材料、負極材料、隔膜和電解質。

1)在正極材料當中,最常用的材料有鉆酸鋰,錳酸鋰,磷酸鐵鋰和三元材料(鎳鉆錳的聚合物)。正極材料占有較大比例(正負極材料的質量比為3:1~4:1),因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。

2)在負極材料當中,目前負極材料主要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。負極材料作為鋰電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環性能方面起到了重要作用,處于鋰電池產業中游的核心環節。

3)市場化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類隔膜。鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

4)電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。

鉛酸蓄電池

(2)鉛酸電池制造材料

鉛酸電池的組成:極板、隔板、殼體、電解液、鉛連接條、極柱等

1)正、負極板

分類及構成:極板分正極板和負極板兩種,均由柵架和填充在其上的活性物質構成。

作用:蓄電池充、放電過程中,電能和化學能的相互轉換,就是依靠極板上活性物質和電解液中硫酸的化學反應來實現的。

顏色區分:正極板上的活性物質是二氧化鉛(PbO2),呈深棕色;負極板上的活性物質是海綿狀純鉛(Pb),呈青灰色。

柵架的作用:容納活性物質并使極板成形。

極板組:為增大蓄電池的容量,將多片正、負極板分別并聯焊接,組成正、負極板組。

安裝的特別要求:安裝時正負極板相互嵌合,中間插入隔板。在每個單體電池中,負極板的數量總比正極板多一片。

2)隔板

作用:為了減小蓄電池的內阻和尺寸,蓄電池內部正負極板應盡可能地靠近;為了避免彼此接觸而短路,正負極板之間要用隔板隔開。

材料要求:隔板材料應具有多孔性和滲透性,且化學性能要穩定,即具有良好的耐酸性和抗氧化性。

材料:常用的隔板材料有木質隔板、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維和紙板等。

安裝要求:安裝時隔板上帶溝槽的一面應面向正極板。

3)殼體

作用:用來盛放電解液和極板組

材料:由耐酸、耐熱、耐震、絕緣性好并且有一定力學性能的材料制成。

結構特點:殼體為整體式結構,殼體內部由間壁分隔成3個或6個互不相通的單格,底部有突起的肋條以擱置極板組。肋條之間的空間用來積存脫落下來的活性物質,以防止在極板間造成短路,極板裝入殼體后,上部用與殼體相同材料制成的電池蓋密封。在電池蓋上對應于每個單格的頂部都有一個加液孔,用于添加電解液和蒸餾水,也可用于檢查電解液液面高度和測量電解液相對密度。

4)電解液

作用:電解液在電能和化學能的轉換過程即充電和放電的電化學反應中起離子間的導電作用并參與化學反應。

成分:它由純硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成,而其密度一般為1.24~1.30g/ml。

特別注意點:電解液的純度是影響蓄電池的性能和使用壽命的重要因素。

2、鋰電池和鉛酸電池在放電性能上的區別

1)在電池低溫環境下,鋰電池在耐低溫上,放電性能要比鉛酸電池好很多;

2)在循環壽命上,鋰電池是鉛酸電池的一倍左右;

3)在工作電壓上,鋰電池是3.7V,鉛酸電池是2.0V ,放電平臺比鉛酸電池要高;

4)在電池能量密度上,鋰電池要遠高于鉛酸電池;

5)在同等容量、電壓下,鋰電池重量更輕,尺寸和形狀上,比鉛酸電池要更加靈活;

盡管這樣,鉛酸蓄電池仍然憑借大電流放電性能強、電壓特性平穩、溫度適用范圍廣、單體電池容量大、安全性高和原材料豐富且可再生利用、價格低廉等一系列優勢,在絕大多數傳統領域和一些新興的應用領域,占據著牢固的地位。

3)鋰電池和鉛酸電池在應用領域上的區別

由于鋰電池在能量密度、尺寸、形狀上有更靈活的定制,在應用領域上,多傾向于輕便的智能設備上,如智能穿戴類的3C產品,便攜式移動電源等。

鉛酸電池則由于形制單一,單體大而笨重,大多數用在儲能設備、不便攜帶的卻有不能一直使用交流電源的設備上。

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